umidade. Devido a falta de locais adequados para o depósito desse resíduo sólido, o mesmo passou a ser um novo problema.
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Figura
1 – Transformação da laje da rocha
ornamental de Santo Antônio de Pádua em lajotas de 47 x 47 x 4 cm. |
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Figura
2 – Ao fundo, Unidade de tratamento de resíduos em serraria de Santo Antônio
de Pádua. Na parte inferior da Figura, observa-se a pré-secagem do resíduo
sólido, após a remoção do mesmo dos tanques de sedimentação. |
Características do resíduo sólido dos efluentes das serrarias
Segundo Rocha (1999) O resíduo sólido é constituído basicamente de partículas com tamanho inferior a 100 µm, apresentando um d50 (tamanho, no qual 50% das partículas são passantes) em torno de 26 µm. Os resíduos oriundos do corte da pedra miracema apresenta composição de fases sempre com a presença de mica (biotita, moscovita), o que confere a cor escura a sua textura, sendo o seu feldspato do tipo plagioclásio (silicato alumínio, sódio e cálcio ou alumínio-sódio ou alumínio-cálcio), ao passo que a mesma não é observada nos resíduos da pedra madeira, sendo constituída de feldspato pagioclásio e feldspato K (microclina).
O resíduo apresenta uma densidade aparente de 1,43 g/cm3. A Tabela 1 apresenta a composição química típica tanto do resíduo oriundo do corte da pedra “paduana”, quanto da pedra miracema. Os teores de SiO2 e Al2O3 se mostram maiores na pedra madeira, enquanto os teores de CaO e Fe2O3 são relativamente menores. As diferenças explicam a diferença de resistência a abrasão entre as duas rochas ornamentais (Tabela 2).
Tabela
1 – Composição química típica dos
resíduos oriundos do corte da pedra “paduana” quanto da pedra madeira, de Santo
Antônio de Pádua.
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Elementos |
Pedra “paduana” (%) |
Pedra madeira (%) |
|
SiO2 |
70-75 |
70-75 |
|
Al2O3 |
10-20 |
10-20 |
|
K2O |
1-10 |
1-10 |
|
Na2O |
1-10 |
1-10 |
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Fe2O3 |
0,1-5 |
1-10 |
|
CaO |
0,1-5 |
1-10 |
Tabela
2 –
Resistência ao desgaste Amsler das rochas de pedra madeira e pedra
“paduana”.
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Amostra |
Resistência à abrasão (D500m / D1000m) |
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Pedra madeira |
0,43 mm / 0,94 mm |
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Pedra “paduana” |
1,20 mm / 2,2 mm |
Aproveitamento dos resíduos sólidos dos efluentes das serrarias de
Santo Antônio de Pádua
O resíduo sólido, principalmente da pedra “paduana”, vem sendo utilizado na formulação de tijolos para fins estruturais e de bloquetes para calçamento de ruas e calçadas. Até o momento, essa é a única alternativa tecnológica para os resíduos sólidos, mas de impacto limitado, já que a produção de tais produtos em Santo Antônio de Pádua é bastante reduzida. Nessas formulações, a quantidade de resíduos é bastante reduzida, já que um uso maior desse implicaria em um uso maior de cimento na composição, para a correção do fator água-cimento, elevando dessa forma o custo do produto.
Um estudo recente realizado pelo Instituto Nacional de Tecnologia (INT), para o projeto RETECMIN-RJ, avaliou novas alternativas tecnológicas para a utilização desses resíduos, além daquela já mencionada anteriormente. Foram verificadas a utilização dos mesmos na formulação de argamassas, na fabricação de cerâmica vermelha e na formulação de borracha.
Na fabricação da cerâmica vermelha, os resíduos sólidos do corte da pedra paduana podem substituir a argila “magra” utilizada nessa formulação. Foram realizados ensaios com uma argila de Rio Bonito, município próximo a Niterói, RJ, utilizando 10%, 20% e 30% de uma mistura do resíduo sólido com feldspato, sendo realizada a queima dos tijolos produzidos em temperatura de 1050ºC e 1200ºC. As Figuras 3, 4 e 5 apresentam, respectivamente, os resultados de perda ao fogo, de retração linear e de absorção de água para diferentes teores da mistura do resíduo sólido com feldspato na formulação da cerâmica vermelha em diferentes temperaturas de queima.
.
Figura
3 – Perda ao fogo das misturas para a fabricação da cerâmica vermelha, com
diferentes temperaturas de queima, onde houve substituição da argila “magra”
por uma mistura resíduo-feldspato.
A adição dos finos de serraria permitiu a redução de cerca de 25% da perda ao fogo da cerâmica vermelha, além de diminuir a retração linear da mesma. Essa menor retração linear pode ser explicada pela redução do teor dos óxidos fundentes da mistura.
A utilização dos resíduos como carga em formulações de borracha foi avaliada comparativamente a outras cargas normalmente utilizadas. Verificou-se a possibilidade do uso do resíduo em até 40% em volume nas formulações elastoméricas. No entanto, a utilização do resíduo provocou uma forte redução da resistência a tração da borracha (Tabela 3). Essa redução pode ser explicada pelo problema de acoplamento entre a cadeia polimérica e o resíduo.
Figura
4 – Retração linear das misturas para a
fabricação da cerâmica vermelha, com diferentes temperaturas de queima, onde
houve substituição da argila “magra” por uma mistura resíduo-feldspato.
Figura
5 – Absorção de água das misturas para a fabricação da cerâmica vermelha, com
diferentes temperaturas de queima, onde houve substituição da argila “magra”
por uma mistura resíduo-feldspato.
A aplicação dos resíduos na formulação da argamassa industrial substituindo o calcário, matéria-prima normalmente utilizada nas formulações, apresentou excelentes resultados (Figura 6). A resistência à compressão da argamassa produzida com os resíduos do corte das serrarias após o terceiro dia de cura foi cerca de 2% superior a da argamassa existente no mercado. Após o sétimo dia e também após o vigésimo oitavo dia, a resistência à compressão foi cerca de 5% superior a argamassa de mercado.
Tabela 3 – Valores de resistência à tração de diferentes
formulações elastoméricas.
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Composição |
Resistência à tração (MPa) |
|
40% de negro de
fumo |
30 |
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40% de caulim |
5 |
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40% de resíduos do
corte de serrarias |
3 |
Figura
6 – Resistência à compressão da
argamassa padrão e da argamassa produzida com os resíduos do corte das rochas
ornamentais produzidas em Santo Antônio de Pádua.
Em um ensaio
realizado por um fabricante de argamassas industriais, a argamassa produzida
com os finos de serraria foi aplicada em um tijolo cerâmico comum, sem
chapisco, seco e escovado. Para aplicar a argamassa foi adicionado cerca de 14,3% de água, sendo que a mistura final
apresentou boa trabalhabilidade e aderência à fresco e facilidade de corte na
régua. A massa foi sarrafeada após 15 minutos da aplicação, sendo que após 15
minutos foi realizado o desempeno e, com mais 15 minutos, a massa foi queimada
com desempenadeira de aço. Após esses procedimentos, pode-se verificar o bom
acabamento (Emboço Paulista) obtido com a argamassa. Observou-se que o restante
da massa, mesmo após 30 minutos da aplicação, apresentava boa plasticidade,
facilitando o espalhamento . Por ser entregue ainda úmido ao fabricante e
também por apresentar uma grande quantidade de partículas aglomeradas, os
resultados dos ensaios de verificação da quantidade de ar incorporado (11,7%) e
o de resistência à aderência, após 28 dias de cura (0,23 MPa) podem ter sido
comprometidos. A Tabela 4 apresenta um resumo dos resultados obtidos nos
ensaios com a argamassa produzida com os finos das Serrarias de Santo Antônio
de Pádua, realizados pelo fabricante de argamassas industriais.
Tabela 4 – Propriedades
obtidas na argamassa produzida com os resíduos finos do corte de rochas de
Santo Antônio de Pádua, em uma fabricante de argamassa industrial.
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Propriedade |
Valor |
|
Retenção
de água |
90,3 % |
|
Consistência |
254 mm |
|
Densidade |
2,017 g / cm3 |
|
Ar
incorporado |
11,7% |
|
Resistência
de aderência à tração 07
dias 28 dias |
0,20 Mpa 0,23 MPa |
Conclusões
Com base nos resultados obtidos tanto nos estudos realizados pelo Instituto Nacional de Tecnologia quanto por um fabricante de argamassa industrial pode-se observar que os resíduos do corte das rochas ornamentais de Santo Antônio de Pádua podem ser aproveitados como matéria-prima para a fabricação de argamassa industrial. No entanto, serão necessários alguns ajustes das propriedades do produto, como por exemplo controle de granulometria (apenas 5% das partículas com tamanho superior a 74 µm) e da umidade (inferior a 1% de água presente na amostra) para que a resistência a aderência após 28 dias (superior a 0,3 MPa) e a quantidade de ar incorporado ao produto apresentem melhores resultados.
A utilização dos resíduos em formulações elastoméricas provocou uma forte redução da resistência a tração da borracha, devido a dificuldades no acoplamento entre a cadeia polimérica e o resíduo.
Outra aplicação dos resíduos com bom resultado foi na fabricação da cerâmica vermelha, substituindo a argila “magra”. A adição dos resíduos ocasionou uma redução de cerca de 25% da perda ao fogo, além da diminuição da retração linear da cerâmica vermelha.
O presente estudo visualizou duas novas alternativas para consumo dos finos gerados durante o corte das rochas ornamentais de Santo Antônio de Pádua, reduzindo dessa forma o impacto ambiental provocado por esses e permitindo a criação de novas frentes de emprego para a região. Além da utilização na fabricação de tijolos estruturais e bloquetes.
Referências Bibliográficas
Villaschi Filho, A.; Pinto, M.M. Arranjos Produtivos e Inovação Localizada: o caso do segmento de rochas ornamentais do noroeste do Estado do Rio de Janeiro. Relatório Final para o Contrato BNDES/FINEP/FUJB – Arranjos e Sistemas Produtivos Locais e Novas Políticas de Desenvolvimento Industrial e Tecnológico, Instituto de Economia da UFRJ, dezembro, 2000.
Rocha, J.C. Apoio ao Setor Produtivo de Pedras Ornamentais de Santo Antônio de Pádua. Relatório Parcial 02 para a REDE RECOPE/RETECMIN, julho, 1999.